大跨度場館結(jié)構(gòu)設計.pptx

1、北京邁達斯技術有限公司 侯曉武 2011年8月,大跨場館結(jié)構(gòu)設計-中建國際設計顧問有限公司,目錄,基本建模方法 荷載施加方法 組阻尼比 其它,一、基本建模方法,基本建模流程,整體建模分析,1. 規(guī)范要求（抗規(guī)10.2.7條） 計算模型應計入屋蓋結(jié)構(gòu)與下部結(jié)構(gòu)的協(xié)同作用。 混凝土與鋼結(jié)構(gòu)分別建模時的問題： 僅考慮上部屋蓋結(jié)構(gòu)的荷載，不能考慮上部結(jié)構(gòu)的剛度； 剛度不準確，導致周期不準確； 采用振型分解反應譜法時，各振型的地震荷載取值不準確,導入CAD文件,首先需要把CAD文件保存為DXF 格式； 可以選擇某些層導出，選擇導出節(jié)點或單元； 可以過濾掉不想要導入的層； 同一層導入后將作為一個結(jié)構(gòu)組；

2、材料和截面： 僅能定義一種，即導入后所有構(gòu)件材料和截面特性相同。 可在導入之后按照結(jié)構(gòu)組進行修改,導入CAD文件,放大系數(shù)和原點： 要注意CAD圖與模型的單位體系； 原點：CAD圖原點在模型中的坐標； 旋轉(zhuǎn)角度：繞X，Y，Z軸旋轉(zhuǎn)的角度； 其他： 1. 定義為塊的線或面要打斷，否則無法導入； 2.線導入后默認為梁單元，面默認為板單元，可在導入后進行修改,合并數(shù)據(jù)文件,主菜單：文件-合并數(shù)據(jù)文件 數(shù)據(jù)文件名 要合并的數(shù)據(jù)文件名； 要合并的模型數(shù)據(jù)類型： 節(jié)點，單元； 材料和截面特性； 無法合并荷載數(shù)據(jù)； 原點和旋轉(zhuǎn)角度： 原點：要合并的數(shù)據(jù)文件的原點在當前視圖中的位置； 旋轉(zhuǎn)角度：繞X，Y，Z軸

3、旋轉(zhuǎn)的角度,合并數(shù)據(jù)文件,如何處理荷載數(shù)據(jù)？ 在和并之后輸入荷載； 要合并數(shù)據(jù)文件中已經(jīng)施加了荷載時： （1）對文件中節(jié)點和單元重新編號； 避免兩個模型中的節(jié)點或單元號重合 （2）導出mgt文件； （3）找到施加荷載相關的部分； （4）打開“工具-mgt命令窗口”，粘貼到空白處后 運行,二、荷載施加方法,風荷載； 溫度荷載； 地震荷載,風荷載施加方法,方法一：規(guī)范的方法 ：風振系數(shù) 與地面粗糙度，建筑物高寬比，結(jié)構(gòu)類型，基本周期，阻尼比等有關； ：風荷載體型系數(shù)； ：風壓高度變化系數(shù)； ：基本風壓； 按規(guī)范選取,施加風荷載的方法,方法一：規(guī)范的方法 W1=wk1xBxH1/2+wk2xBxH2

4、/2; W2=wk2xBxH2/2; wk1: 1層層高處風壓； wk2: 2層層高處風壓； B：迎風面寬度； H1：1層層高 H2：2層層高,施加風荷載的方法,方法一：規(guī)范的方法,施加風荷載的方法,方法二：采用風洞試驗結(jié)果 A. 層荷載 基本風壓：輸入0； 否則將重復考慮； 分別輸入各層的X，Y向風荷載以及繞Z向扭矩； B. 節(jié)點荷載 分別輸入各點風荷載,施加風荷載的方法,方法三：建立虛面加壓力荷載 建立虛面 虛面：重量和剛度可以忽略不計， 僅起導荷的作用； 建立方法： 材料：彈性模量：1kN/m2 (C30: 3x107 kN/m2) 泊松比：0.1(C30: 0.2) 容重： 0.01k

5、N/m3 (C30: 25 kN/m3) 厚度：1mm 虛面上施加壓力荷載,施加風荷載的方法,方法三：建立虛面加壓力荷載 壓力荷載的導荷通過節(jié)點 梁單元彎矩（My）比較 劃分網(wǎng)格 不劃分網(wǎng)格 Gen780 中可以對板單元自動劃分網(wǎng)格，同時劃分相鄰梁單元； 主菜單：模型-網(wǎng)格-自動平面網(wǎng)格區(qū)域,施加風荷載的方法,里茲向量法 結(jié)構(gòu)中建立虛面后，由于其剛度很小，因而在特征值分析時前幾階出現(xiàn)局部振型。且振型參與質(zhì)量系數(shù)很難達到90%，此時可采用里茲向量法進行特征值分析。 里茲向量法的優(yōu)點： 只計算初始荷載向量激振的振型形狀； 自動移除不激勵任何質(zhì)量自由度的向量。 初始荷載向量的選?。?各靜力荷載工況；

6、 地面加速度X，Y，Z,溫度荷載施加方法,溫度荷載 系統(tǒng)溫度：整個結(jié)構(gòu)溫度變化； 單元溫度：所選單元溫度變化； 溫度梯度：梁/板單元頂部和底部的溫差； 梁截面溫度：截面內(nèi)部溫度非均勻分布； 系統(tǒng)溫度設定方法： 設定初始溫度：模型-結(jié)構(gòu)類型 定義荷載工況：升溫和降溫； 設定最終溫度,最大升溫：T=Tmax-T0，min 最大降溫： T=Tmin-T0，max Tmax, Tmin: 最高及最低月平均氣溫； T0，max,T0，min: 結(jié)構(gòu)最高及最低初始溫度；應采用施工時可能出現(xiàn)的實際合攏溫度。 混凝土：后澆帶封閉時的月平均氣溫； 鋼結(jié)構(gòu)：合攏時的日平均溫度。 可近似取為 T0，max=0.7T

7、min+0.3Tmax T0，min=0.3Tmin+0.7Tmax 系數(shù)： 組合值系數(shù)：0.6； 頻遇值系數(shù)：0.5； 準永久值系數(shù)：0,建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范GB50009 征求意見搞,地震荷載施加方法,地震荷載 水平地震作用 豎向地震作用（新抗規(guī)5.3.4條） 豎向地震影響系數(shù)：0.65 X 水平地震影響系數(shù)； 特征周期：均按第一組； 荷載組合：增加了豎向地震為主的組合,三、組阻尼比,阻尼比計算方法,振型阻尼比： 協(xié)同分析時，阻尼比可取為0.0250.035； 具體數(shù)值跟混凝土和鋼結(jié)構(gòu)部分的體量有關。 瑞利阻尼： 已知振型的周期T1和T2，阻尼比1和2； 計算質(zhì)量因子和剛度因子； 計算其余各振型阻尼比； 應變能（抗規(guī)10.2.8條文說明）： 原理：不同材料的單元對于振型阻尼比的貢獻與單元變形能有關，變形能越大，貢獻越大；變形能越小，貢獻越小。 實現(xiàn)方法：組阻尼比,組阻尼比,組阻尼比設定方法： 定義結(jié)構(gòu)組 模型-組-定義結(jié)構(gòu)組 分別定義混凝土結(jié)構(gòu)組和鋼結(jié)構(gòu)組。 定義組阻尼比 模型-材料和截面特性-組阻尼比 對于不同的結(jié)構(gòu)組分別定義不同的 阻尼比； 定義反應譜荷載工況